Forståelse og brug af en Piezo-transducer

Forståelse og brug af en Piezo-transducer

I dette indlæg forsøger vi at undersøge, hvad transducere er, og hvordan de skal konfigureres i kredsløb, mens vi bruger dem i en given applikation



Forståelse af Piezo-transducere

En piezo-transducer er en enhed, der primært bruges til at konvertere en anvendt frekvens til hørbar lyd. Det kan sammenlignes med en højttaler, den eneste forskel er håndteringskapacitet og driftsprincipper.

En højttaler bruges til at håndtere højeffektive lydfrekvenser og er i stand til at gengive præcis, hvad der er blevet tilført ved indgangen.





En piezo-transducer er dog muligvis ikke så effektiv som en højttaler med effekt og outputkvalitet, men der er et par af de funktioner, der gør disse enheder fremragende.

En piezo-transducer er specielt velegnet til at generere meget høje lydudgange, hvilket en højttaler muligvis ikke kan.



Desuden er en piezo-transducer billig, meget kompakt og slank og kræver ikke komplicerede kredsløb til drift.

Så dybest set bruges disse til at producere høje tone, der kan anvendes i musikhorn, advarselsudstyr osv.

Generelle specifikationer (Brug som lydgenerator)

En piezo-transducer er rund i form med en metallisk base, piezo-transducere med en diameter på 27 mm er mere populære.
Cirka 3 mm fra den ydre periferi er det indre piezo-materiale belagt på metalbasen af ​​en piezo.

Dette materiale er ret sårbart, især når man lodder ledninger på dem.

Dybest set er disse to kontakt- og tre kontakttyper. Metalbasen bruges som jordterminal, og den indre poezo-materialebelægning bliver den positive terminal.

For de tre kontakttyper består det indre piezomateriale af et lille diskret adskilt piezo-afsnit, der bliver den tredje kontakt og opfører sig mest som feedbackelementet.

hvordan man tilslutter 3-leder piezo

Ovenstående tre-kontakt piezo kan også anvendes i to-leder transducer applikation, hvor den tredje centrale feedback kontakt ikke anvendes.

Den eksterne frekvens fra en piezo-driver påføres på tværs af metalbunden og det indre piezo-materiale, piezo begynder derefter at vibrere på det anvendte frekvensniveau og genererer en høj lyd.

Denne lyd kan dog være meget ubetydelig og lav i volumen, medmindre piezo er fastgjort over et specielt plastikhus med et centerhul.

Hulets størrelse betyder og bør ikke være mere end 8 mm i diameter eller mindre end 6 mm i diameter.

Plasthuset skal være sådan, at piezo sidder fast med et klæbemiddel over en hæveplatform kun et par mm over bunden af ​​huset, som består af det ovenfor forklarede hul.

Den hævede del skal være kun 2 mm bred og næppe understøtte piezoens omkredskant.

Hele fastgørelsesproceduren (installation) er blevet forklaret i denne enkle summer-kredsartikel .

Tekniske specifikationer - Hvordan Piezo fungerer

Som vi ved, konverterer en piezoelektrisk transducer en mekanisk kraft til ækvivalente elektriske impulser på tværs af dens kropsterminaler. Anvendelsen af ​​denne mekaniske kraft på piezo-materialet kunne være i følgende 3 grundformer:

  • Tværgående
  • Langsgående
  • Klippe.

Tværgående virkning

I dette stødtryk skæres langs en neutral akse (y), der bevæger ladninger i retning (x), vinkelret på kraftlinjen. Størrelsen eller niveauet for ladning (Cz), der produceres, afhænger af det piezo-elektriske materiales geometriske specifikationer. Hvis vi tager a, b, d som de dimensioner, vi får:

Cmed= dxyFY b / a

hvor til er dimensionen på tværs af den neutrale akse, b ligger på den linje, der genererer afgiften, og d er relevant piezolektrisk koefficient.

Langsgående effekt

I denne påvirkning svarer størrelsen af ​​den overførte ladning specifikt til den påførte kraft. Dette afhænger dog ikke af de piezoelektriske dimensioner.

Den eneste måde at øge opladningsoutputtet fra et piezoelektrisk element er at konfigurere mange af disse enheder mekanisk i serie eller stablet oven over hinanden, men elektrisk forbundet parallelt. Den genererede afgift kan beregnes ved hjælp af følgende formel:

Cx= dxxFx n

Hvor dxxbetegner den piezoelektriske koefficient for en ladning på tværs af x-retningen, produceret af spændingen eller den kraft, der påføres over den samme retning. Fxrepræsenterer den kraft, der påføres i x-retningen, mens n repræsenterer antallet af piezo-elementer stablet oven over hinanden.

Forskydningseffekt

I denne påvirkning svarer de genererede ladninger specifikt til den udøvede kraft, men afhænger ikke af piezo-dimensionerne. Hvornår n antallet af transducere er stablet i serie over hinanden og elektrisk forbundet parallelt, kan størrelsen af ​​opladning beregnes ved hjælp af følgende ligning:

Cx= 2dxxFx n

Kun den tværgående effekt har en justerbar følsomhed for den påførte kraft på piezo-materialet, som ikke er tilgængelig for resultaterne i længderetningen og forskydningseffekten.




Forrige: Single IC Piezo Driver Circuit - LED Warning Indicator Næste: Simplest Piezo Driver Circuit Explained